城市土-水界面污染流的典型水生生物氧化脅迫及相關調(diào)控.pdf

1、本文以研究模擬城市土-水界面污染流的生態(tài)毒理效應為目的。選取了典型多環(huán)類人工合成麝香(加樂麝香HHCB)以及重金屬(鎘Cd)為研究對象，以大型蚤和鯽魚作為受試生物，研究了含HHCB/Cd單一和聯(lián)合污染物的模擬城市土-水界面污染流對大型蚤和鯽魚的急性毒性效應，以及對鯽魚肝臟抗氧化酶系統(tǒng)-超氧化歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物(MDA)，腦乙酰膽堿酯酶(AChE)和血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)和丙

2、氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)毒性效應。為了進一步探討城市土-水界面污染流的毒性機理，本文還研究了幾種天然有機質(zhì)(NOM)存在的情況下吐納麝香(AHTN)和HHCB紫外吸收光譜的變化，以及NOM對于臭氧(O3)降解AHTN和HHCB的影響。
　　 實驗結果表明：在模擬城市土-水界面污染流條件下，含單一HHCB和Cd的24h和48h對大型蚤半數(shù)效應濃度(EC50)值分別為：2.455、1.187mg/L和0.384、0.304mg/L;對鯽

3、魚的24、48、72和96h的半數(shù)致死濃度(LC50)值分別為：4.8、3.3、2.9、2.6mg/L和43.5、39.7、39.0、38.8mg/L。在清水試驗條件下二者對大型蚤24h和48h的EC50值分別為：0.533、0.189mg/L和0.359、0.244mg/L;對鯽魚的LC50值分別為：1.70、1.14、0.81、0.66mg/L和33.15、30.06、27.12、25.18mg/L。由試驗結果可見，在模擬城市土-水

4、界面污染流條件下Cd對于大型蚤的單一毒性效應遠遠大于HHCB，而HHCB對于鯽魚的單一毒性卻遠遠大于Cd，這說明對于HHCB來說鯽魚要比大型蚤更為敏感，更適合用于對城市土-水界面污染流中HHCB的監(jiān)測，反之，大型蚤則更適合用于對水體中重金屬Cd的監(jiān)測。此外，兩種污染物無論是對于大型蚤還是鯽魚在清水實驗條件下的毒性效應都高于在模擬城市土-水界面污染流實驗條件下的毒性效應，這可能是由于受到試驗體系中土壤顆粒吸附作用影響而產(chǎn)生的。
　　

5、 在聯(lián)合急性毒性實驗中，當HHCB和Cd二者以毒性1∶1進行聯(lián)合毒性效應實驗時，HHCB和Cd對于大型蚤的聯(lián)合毒性效應在模擬城市土-水界面污染流中和清水實驗條件下截然不同，在模擬城市土-水界面污染流實驗條件下二者的聯(lián)合作用類型在暴露時間內(nèi)表現(xiàn)為拮抗作用，而在清水實驗條件下表現(xiàn)為協(xié)同作用。對于鯽魚的聯(lián)合毒性效應無論是在模擬城市土-水界面污染流條件下還是在清水實驗條件下，二者的聯(lián)合作用類型都出現(xiàn)一個轉(zhuǎn)變的過程，在模擬城市土-水界面污染流實

6、驗條件下，暴露時間24和48h為拮抗作用，而在72和96h轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)同作用；在清水實驗條件下，暴露時間24h為拮抗作用，在48、72和96h轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)同作用。這說明土-水界面可以改變HHCB和Cd二者的聯(lián)合毒性效應類型，同時，也說明暴露時間可以改變污染物聯(lián)合作用類型。
　　 無論鯽魚被暴露在含單一還是聯(lián)合HHCB/Cd的模擬城市土-水界面污染流中時，鯽魚肝臟抗氧化酶(SOD、CAT和POD)和MDA在暴露期間都出現(xiàn)了顯著被誘導現(xiàn)象，

7、由于試驗所設定的污染物濃度較低，所以，被測指標在暴露后期基本恢復到控制組水平，可見，在實驗濃度條件下，含HHCB/Cd的模擬城市土-水界面污染流對鯽魚產(chǎn)生了一定的氧化脅迫效應，但這種氧化脅迫效應是可逆的，鯽魚抗氧化防御系統(tǒng)有能力對自身進行保護，使得機體不受氧化脅迫損傷。同時，研究顯示在暴露初期HHCB和Cd的聯(lián)合作用類型表現(xiàn)為協(xié)同作用，隨著暴露時間的延長逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗉幼饔?。并且在這一實驗中，SOD和CAT酶活性對于污染物的響應更為敏感。

8、
　　 在魚腦AChE和血清轉(zhuǎn)氨酶的研究中，當鯽魚被暴露在含單一和聯(lián)合HHCB/Cd的模擬城市土-水界面污染流中時，AChE活性都出現(xiàn)不同程度的抑制效應，而ALT和AST活性產(chǎn)生了不同程度的誘導效應。與抗氧化酶活性變化相比這幾種酶的活性變化有較為明顯的劑量-響應關系。此外，在聯(lián)合暴露中，AChE和轉(zhuǎn)氨酶活性變化與單一污染物暴露相比有較明顯增強。
　　 在本文的研究中土壤懸浮液處理組酶活的變化與控制組相比，并沒有出現(xiàn)顯著性

9、差異，這說明在實驗設定的土壤懸浮液的濃度范圍內(nèi)，土-水界面本身不會對鯽魚產(chǎn)生生理生化的毒性效應。且在所有酶活實驗中，最低濃度組(單一Cd:1.5μg/L;單一HHCB:0.15μg/L;HHCB/Cd聯(lián)合：0.15/1.5μg/L)所測酶活和MDA水平均沒有出現(xiàn)顯著誘導或抑制效應。因此，我們認為這一暴露濃度對鯽魚來說是安全的。這可以為我國城市土-水界面污染流環(huán)境質(zhì)量基準的制定提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
　　 為了進一步對城市土-水界面

10、污染流進行研究，我們采用差異吸收光譜(DAS)圖譜來表征典型多環(huán)類人工合成麝香AHTN與天然有機質(zhì)Humic Acid(HA)和Suwannee River fulvic acid(SRFA)在不同的pH值下的相互作用。實驗表明，pH值會影響吸收峰的強度。在SRFA對AHTN的吸收光譜影響研究中，不含SRFA的AHTN圖譜吸收峰的強度明顯高于含SRFA的相應濃度組。在研究中，我們通過紫外光譜在250nm處的差異吸光值(ΔA250)與熒光